臺灣的暖雲人工增雨

臺灣的暖雲人工增雨
國立臺灣大學大氣科學系研究助理黃家傑

臺灣的水資源主要是地表水和地下水，兩者都源自雲中的降水。雖然臺灣年平均降水量位處世界前列，但由於降水系統所出現的地點、時間，以及所帶來的降水量，都有很大的年際變化；加上近年來人口增長、工農業用水需求不斷增加、水資源的浪費和污染、水土保護工作施行不力等因素，令人均可用水量減少。為了舒緩水資源匱乏的窘境，人工增雨被視為是可行有效且經濟的緩解方法之一。

早期臺灣的人工增雨作業主要針對冷雲（含有冰相粒子的雲）來進行，即通過噴灑碘化銀等物質以促進冰相粒子的形成和成長，雪和雹在掉落的過程中融解並使降雨增加。然而此冷雲種雲法比較適合在中高緯度的地區施行，位處低緯度地區的臺灣出現暖雲（只有水相粒子的雲）的機率比冷雲高，且當冷雲達到可以進行人工增雨的條件時，通常已有足夠條件進行暖雲人工增雨。

過去十幾年來臺灣正持續發展適合本土的暖雲人工增雨技術，並已取得一定成果。暖雲人工增雨要旨在於要形成足夠數量的大雲滴作為雨胚，以收集雲中的水氣或小雲滴以促進雨滴的形成和發展。主流方式是通過燃燒焰劑產生一定數量的吸濕性氣膠粒子，以形成體積較大的雲滴並促進雲滴間的碰撞合併成長，祈望能增加降雨量；或者以大型飛機（如C-130軍用運輸機）在雲的上空噴灑小水滴作為雨胚，去收集雲中體積較小的雲滴。

第一種方式所釋出的氣膠粒子要隨氣流往上升並影響雲的發展，比較適合對流性較強的雲；第二種方式要在雲發展成熟時進行，僅收集雲中的雲滴，比較適合具有一定厚度的層狀雲。在夏季，颱風和午後對流通常能在臺灣帶來充足的雨水；秋冬季時，主要是伴隨東北季風在迎風面局面地區形成地型雨，或者在鋒面南下越過臺灣時形成大面積的層狀降雨；春季時則以梅雨鋒面和伴隨西南氣流的局部對流帶來的降雨為主。除了已經能帶來豐沛降雨的颱風之外，其他季節的降雨系統都有一定機會可以利用暖雲人工增雨進一步增加降雨量。

在臺灣，人工增雨往往被視為是在枯水期期間，當水庫儲水量不足時的緊急應變措施，這是一個不好的觀念。人工增雨應該要視為是長期水資源管理的常態工作之一，也即當還未進入枯水期，在水庫不會滿載的前題下，應該就要未雨綢繆進行人工增雨，以確保水庫有足夠的水資源應付枯水期期間的正常運用。其次，人工增雨的成效往往被質疑，不只是因為複雜地型增加作業難度，主要是由於物理驗證困難，且需要進行長期的隨機實驗才能得到客觀的結論。然而面對到日益嚴重的水資源缺乏難題，更應該投入更多的資源進行人工增雨的相關研究，包括建構理論、數值模擬、改良增雨方式、開發新型焰劑等，都需要政府和民間全力支持和配合方能成功。

延伸閱讀：人造雨？人工增雨？人工種雲？

參考資料

1. 陳正平，賴建帆，林能暉（1998）. 臺灣北部冬季地形雲之暖雲種雲數值實驗. 大氣科學. 26(1). 19-40.
2. 經濟部水利署（2013）. 人工增雨技術精進研發計畫（1/2）